[发明专利]基于金纳米颗粒类氧化酶特性的选择性模拟酶构建及应用

说明书

本发明公开了一种基于金纳米颗粒氧化酶特性的选择性模拟酶构建及应用。该选择性模拟酶为全氟溴辛烷PFOB增强的通过分子印迹技术构建的基于金纳米颗粒氧化酶特性的选择性模拟酶PFOB‑MIP，基于金纳米颗粒的类氧化酶特性，利用氨基苯硼酸实现对糖类分子的结合与亲和力提升，并进一步结合分子印迹技术构建针对底物分子的选择性壳层，同时采用全氟溴辛烷作为氧供给池，从而构建出能对糖类进行选择性识别催化并具有更强催化活性的模拟氧化酶，并将其应用于血糖及食品中糖类的检测。

技术领域

本发明涉及基于金纳米颗粒类氧化酶特性的选择性模拟酶构建及其在糖类检测中的应用，属于纳米材料及生物医学纳米技术领域。

背景技术

和天然酶相比，金纳米颗粒等金属模拟酶具有价格低、产量高、稳定性好等优点，但是其最大的缺陷之一就是缺乏选择性。自阎锡蕴提出Fe₃O₄具有类过氧化物酶活性后，越来越多的人被金属纳米材料的类酶特性吸引。而相比于其他纳米材料，AuNPs有着独特的优势，比如其催化活性可随粒径改变发生很大的变化。由于其在Glu酶解中的巨大潜力，AuNPs更是被广泛应用于工业生产、科学研究与生物医学检测中。一方面，当颗粒小到一定程度时，葡萄糖氧化酶与AuNPs能发生电子传递，进而增强葡萄糖氧化酶的催化能力。另一方面，AuNPs本身也可以表现出类酶活性，直接催化Glu氧化，和相同尺寸和剂量的铂、铜、银等金属纳米颗粒相比，AuNPs对Glu的催化能力强得多。

虽然金属纳米颗粒作为模拟酶，具有比天然酶稳定性好、来源充足等优势，但因为没有特异性结合位点，无法实现选择性，催化活性也大多有限。对于模拟酶的显著缺陷，鲜有工作能够解决。目前提出的一些解决方案，例如抗体酶等，普遍具有制备过程过于复杂、成本较高等明显的局限性，也大多无法在提升选择性和催化活性两方面同时得到改善。

虽然裸的AuNPs可以对Glu以及类似的糖类表现出类酶活性，但是缺乏选择性，催化活性方面也有提升空间。由于APBA可以在中性或碱性条件下能识别邻位羟基并与之结合，因而有望用于提升AuNPs在催化中对糖类分子的选择性，同时也能够通过增强对糖类分子的亲和力获得更高的催化效率。

分子印迹技术是构建选择性结构的优良手段，在解决模拟酶选择性方面有着可观的应用前景。其基本原理是选择合适的功能单体与印迹分子相结合形成分子印迹聚合物，然后洗脱掉印迹分子，再利用分子印迹聚合物上的结合位点选择、识别、记忆目标分子。利用分子印迹技术，有望在发挥金属模拟酶特有的优越性的基础上，改善其在选择性和催化效率上的缺陷。

发明内容

技术问题：为了发挥模拟酶的优势同时克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于金纳米颗粒类氧化酶特性的选择性模拟酶构建及其在糖类检测中的应用。该方法通过将金纳米颗粒与氨基苯硼酸与全氟溴辛烷结合，利用分子印迹技术，提高金纳米颗粒模拟酶的催化活性，并实现对底物的选择性。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种基于金纳米颗粒氧化酶特性的选择性模拟酶的构建方法，该选择性模拟酶为全氟溴辛烷PFOB增强的通过分子印迹技术构建的基于金纳米颗粒氧化酶特性的选择性模拟酶PFOB-MIP，该构建方法包括以下步骤：

1)将巯基或氨基末端磷脂溶于氯仿，80-100℃下与纯水混合，并滴入PFOB，冷却后超声分散获得巯基或氨基末端磷脂包覆的PFOB；

2)将聚苯乙烯微球PS与牛血清白蛋白BSA混合，于中性或偏酸性体系中孵育后离心去除游离BSA；

3)加入金纳米颗粒AuNPs，孵育后离心去除多余AuNPs；

4)同时加入氨基苯硼酸APBA和巯基或氨基末端磷脂包覆的PFOB，室温静置；

5)加入葡萄糖Glu，4-40℃震荡；

6)加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺，室温震荡；